DE102021113106A1 - Targeted increase in the maximum nominal voltage of a traction battery to increase performance - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs bereitgestellt, welches Laden der Traktionsbatterie aufweist, wobei für den stattfindenden Ladevorgang eine nominell eingestellte Ladeschlussspannung auf eine überhöhte Ladeschlussspannung angehoben wird.A method for operating a traction battery of an electric vehicle is provided, which comprises charging the traction battery, a nominally set end-of-charge voltage being raised to an excessive end-of-charge voltage for the charging process that is taking place.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum gezielten Überhöhen der maximalen Nennspannung einer Traktionsbatterie zur Leistungssteigerung. Das hier beschriebene Verfahren eignet sich besonders für die Optimierung eines Elektrofahrzeugs.The present invention relates to a method for deliberately increasing the maximum nominal voltage of a traction battery in order to increase performance. The method described here is particularly suitable for optimizing an electric vehicle.

Mit der stetig steigenden Zahl an Elektrofahrzeugen sind heutzutage mitunter auch hochperformante Elektrofahrzeuge auf dem Mark erhältlich, welche hinsichtlich ihrer Fahrleistung sogar die besten, klassisch mit einem Verbrennungsmotor angetriebenen Sportwagen übertreffen. Bei den entsprechend agilen, durchzugsstarken und dauerhaft hohe Leistung zur Verfügung stellenden Antrieben kommen Elektromotoren mit einer Flüssigkeitskühlung zum Einsatz, um die entstehende Abwärme möglichst effizient abzuführen. Hierdurch wird versucht, im Dauerlastbetrieb das Erreichen der thermischen Grenze des Antriebssystems noch weiter hinauszuzögern oder möglicherweise sogar ganz zu vermeiden. Das Abführen der an der Traktionsbatterie entstehenden Verlustwärme stellt im Hochlastbereich eine zentrale Rolle da, da bei einer übermäßigen Erwärmung der Batteriezellen diese Schaden nehmen können und es im Extremfall durch die auf engem Raum bereitgestellte hohe Energiedichte zu einem Brand kommen kann.With the steadily increasing number of electric vehicles, high-performance electric vehicles are now available on the market, which even surpass the best sports cars traditionally powered by a combustion engine in terms of their driving performance. The correspondingly agile, high-torque and permanently high performance drives use electric motors with liquid cooling in order to dissipate the waste heat as efficiently as possible. In this way, an attempt is made to delay reaching the thermal limit of the drive system even further in continuous load operation or possibly even to avoid it altogether. The dissipation of the heat loss occurring in the traction battery plays a central role in the high-load range, since excessive heating of the battery cells can damage them and, in extreme cases, the high energy density provided in a small space can lead to a fire.

Die in den Elektrofahrzeugen als Traktionsbatterie verbaute HV-Batterie (Hochvoltbatterie) ist bei hohem Ladezustand am leistungsfähigsten. Bei hoher Belastung der Traktionsbatterie führt dies in Kombination mit deren geringen Effizienz auf der Rennstrecke zu einem übermäßig schnellen Entladen der HV-Batterie. Im voll aufgeladenen Zustand der HV-Batterie stellt die Antriebsachse, insbesondere der Elektromotor und der Pulswechselrichter, sozusagen den Flaschenhals dar und begrenzt die Systemleistung des Elektrofahrzeugs. Ab einem bestimmten Ladezustand fällt die Leistungsverfügbarkeit unter die der Antriebsachse und die Systemleistung des Fahrzeuges wird nunmehr durch die HV-Batterie begrenzt.The HV battery (high-voltage battery) installed in electric vehicles as a traction battery performs best when it is fully charged. When the traction battery is heavily loaded, this, in combination with its low efficiency on the race track, leads to excessively rapid discharge of the HV battery. When the HV battery is fully charged, the drive axle, in particular the electric motor and the pulse-controlled inverter, represent the bottleneck and limit the system performance of the electric vehicle. From a certain state of charge, the power availability falls below that of the drive axle and the system performance of the vehicle is now limited by the HV battery.

Im normalen Fahrbetrieb wird die HV-Batterie nicht vollständig geladen. Üblicherweise findet der nominelle Betrieb der HV-Batterie in einem Elektrofahrzeug zwischen Entladungstiefen (depth of discharge, DOD) von ungefähr 6% bis ungefähr 96% oder bei sich entsprechend umgekehrt verhaltenden Ladezuständen. Das bedeutet, dass ausgehend von einer voll aufgeladenen Batterie bei einer Entladungstiefe von 6% dem Kunden eine voll aufgeladene Traktionsbatterie suggeriert wird und bei einem stattfindenden Ladevorgang nicht weiter geladen wird. Hierbei kann unter einer voll aufgeladenen Batterie eine Batterie verstanden werden, die bis auf die Ladeschlussspannung, welche von dem verwendeten Batteriezellentyp abhängt, aufgeladen worden ist. Entsprechend wird bei einer Entladungstiefe von 96% mittels der Ladestandsanzeige eine vollständig entladene Batterie angezeigt. Der obere und untere Puffer werden vorgehalten, da sehr hohe und sehr niedrige Ladezustände eine starke kalendarische Alterung hervorrufen. Insbesondere führen lange Standzeiten mit vollständig geladener HV-Batterie zu einer Schädigung.In normal driving, the HV battery is not fully charged. Typically, nominal operation of the HV battery in an electric vehicle occurs between depths of discharge (DOD) of about 6% to about 96%, or at states of charge behaving inversely. This means that, based on a fully charged battery with a depth of discharge of 6%, the customer is suggested a fully charged traction battery and no further charging is carried out during a charging process. A fully charged battery can be understood to mean a battery that has been charged up to the end-of-charge voltage, which depends on the type of battery cell used. Accordingly, if the depth of discharge is 96%, the charge level indicator will indicate a fully discharged battery. The upper and lower buffer are maintained because very high and very low states of charge cause severe calendar aging. In particular, long standing times with a fully charged HV battery lead to damage.

Im Lichte des vorgenannten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betriebsart für die Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs bereitzustellen, bei der eine dauerhaft hohe Leistung abgerufen werden kann.In the light of the aforementioned prior art, the object of the invention is to provide an operating mode for the traction battery of an electric vehicle in which a permanently high level of performance can be called up.

Diese Aufgabe wird mittels des Verfahrens gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by means of the method according to the independent claim. Further embodiments are defined in the dependent claims.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt der Ansatz zugrunde, dir für einen stattfindenden Ladevorgang nominell oder standardmäßig eingestellte Ladeschlussspannung auf einen höheren Wert zu setzen, um dadurch das Betriebsfenster der Traktionsbatterie zu erweitern. Durch die Erhöhung der Ladeschlussspannung wird die maximale Nennspannung der Traktionsbatterie erhöht. Anders ausgedrückt wird der Ladevorgang erfindungsgemäß über die nominell bzw. standardmäßig eingestellte Ladeschlussspannung hinaus bis auf die überhöhte Ladeschlussspannung der Batteriezellen der Traktionsbatterie fortgeführt. Dabei wird zugleich der Ladestand der Traktionsbatterie auf einen Wert erhöht, welcher über dem Ladestand einer standardmäßig (also ohne Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens) aufgeladenen Traktionsbatterie liegt. Durch das Überhöhen der Ladeschlussspannung wird der oben erwähnte Puffer reduziert bzw. ganz aufgegeben, so dass beispielsweise eine Entladetiefe von 0% und nicht wie im Standardfall eine Entladetiefe von 4% als eine vollständig aufgeladene Batterie interpretiert wird.The method according to the invention is based on the approach of setting the nominal or default end-of-charge voltage to a higher value for a charging process that is taking place, in order to thereby expand the operating window of the traction battery. Increasing the end-of-charge voltage increases the maximum nominal voltage of the traction battery. In other words, according to the invention, the charging process is continued beyond the nominal or default end-of-charge voltage set up to the excessive end-of-charge voltage of the battery cells of the traction battery. At the same time, the charge level of the traction battery is increased to a value which is above the charge level of a traction battery that is charged by default (ie without using the method according to the invention). By increasing the end-of-charge voltage, the above-mentioned buffer is reduced or given up entirely, so that, for example, a depth of discharge of 0% and not a depth of discharge of 4% as in the standard case is interpreted as a fully charged battery.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Betriebsfenster der Traktionsbatterie dahingehend erweitert, dass die maximale Nennspannung bei vollständiger Aufladung der Traktionsbatterie bei einer höheren Spannung liegt. Wenn beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen zum Einsatz kommen, dann kann nach einem standardmäßig durchgeführten Ladevorgang die Zellspannung bei ca. 4 V liegen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann hingegen bis zu einer Zellspannung von beispielsweise 4,1 V oder 4,2 V geladen werden. Dadurch, dass eine Traktionsbatterie Zellmodule aufweist, wovon jedes eine Reihenschaltung von Batteriezellen aufweist, wird der Arbeitspunkt der Traktionsbatterie bei hohen Ladeständen zu einem insgesamt höheren Wert verschoben.The method according to the invention extends the operating window of the traction battery such that the maximum nominal voltage is at a higher voltage when the traction battery is fully charged. If, for example, lithium-ion cells are used, the cell voltage can be around 4 V after a standard charging process. In the context of the method according to the invention, on the other hand, it is possible to charge up to a cell voltage of, for example, 4.1 V or 4.2 V. Because a traction battery has cell modules, each of which has a series connection of battery cells, the operating point of the trac tion battery shifted to an overall higher value at high charge levels.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise vor einer Rennstreckenfahrt durchgeführt, dann kann die Rennstrecke bei einer angehobenen Nennspannung der Traktionsbatterie (und zugleich bei einem höheren Ladestandsbereich) durchfahren werden. Hierbei weist die HV-Batterie grundsätzlich eine höhere Leistungsfreigabe auf. Da bei höherem Strom eine höhere Spannung anliegt und bei gleicher Leistung und höherer Spannung ein geringerer Strom nötig ist, kommt es - da die Wärmeverluste quadratisch mit dem Strom zunehmen - zu einer geringeren Erwärmung des elektrischen Antriebs, und zwar von der HV-Batterie selbst, allen Kabeln und auch den Achseinheiten. Dadurch wird die thermische Grenze des elektrischen Antriebs später oder gar nicht erreicht. Zugleich ergibt sich der Vorteil, dass der Traktionsbatterie mehr Ladung entnommen werden kann, bis die Entladeschlussspannung erreicht wird. Folglich ist davon auszugehen, ein Rennstreckeneinsatz oder eine Phase sehr intensiver Nutzung mit einer geringeren Entladetiefe verbunden sein wird im Vergleich zu einer standardmäßig betriebenen Traktionsbatterie, wodurch dem Elektrofahrzeug eine größere Restereichweite zur Verfügung verleibt.If the method according to the invention is carried out, for example, before driving on a race track, then the race track can be driven through with an increased nominal voltage of the traction battery (and at the same time with a higher charge level range). In this case, the HV battery generally has a higher power release. Since a higher current means a higher voltage and the same power and higher voltage requires a lower current, the heat losses increase with the square of the current and the electric drive heats up less, namely from the HV battery itself. all cables and also the axle units. As a result, the thermal limit of the electric drive is reached later or not at all. At the same time, there is the advantage that more charge can be drawn from the traction battery until the end-of-discharge voltage is reached. Consequently, it can be assumed that a race track use or a phase of very intensive use will be associated with a lower depth of discharge compared to a standard traction battery, which means that the electric vehicle has a greater remaining range.

Erfindungsgemäß wird folglich ein Verfahren zum Betreiben einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs bereitgestellt, welches Laden der Traktionsbatterie aufweist, wobei für den stattfindenden Ladevorgang eine nominell eingestellte Ladeschlussspannung auf eine überhöhte Ladeschlussspannung angehoben wird. Wie bereits erwähnt wird dadurch die maximale Nennspannung der Traktionsbatterie, welche sie bei als voll angezeigtem Ladestand aufweist, zu einem höheren Wert verschoben verglichen mit dem maximalen Wert der Nennspannung, welcher bei einem standardmäßig erfolgenden Ladevorgang erreicht wird. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Entladeschlussspannung der Traktionsbatterie unverändert bleiben, da das Hauptaugenmerk auf einer Verschiebung der Nennspannung der Traktionsbatterie zu höheren Werten im oberen Ladestandsbereich liegt.According to the invention, a method for operating a traction battery of an electric vehicle is consequently provided, which comprises charging the traction battery, a nominally set end-of-charge voltage being raised to an excessive end-of-charge voltage for the charging process taking place. As already mentioned, the maximum nominal voltage of the traction battery, which it has when the charge level is indicated as full, is shifted to a higher value compared to the maximum value of the nominal voltage, which is reached during a standard charging process. In the context of the method according to the invention, the end-of-discharge voltage of the traction battery can remain unchanged, since the main focus is on shifting the nominal voltage of the traction battery to higher values in the upper charge level range.

Gemäß weiteren Ausführungsformen des Verfahrens kann bei dem stattfindenden Ladevorgang die Traktionsbatterie bis auf die überhöhte Ladeschlussspannung geladen werden. Mit anderen Worten kann der Ladevorgang so ausgestaltet werden, dass es sich dabei um ein Vollladen der Traktionsbatterie handelt, wobei ein nicht vollständiges Aufladen von der Ladeinfrastruktur nicht zugelassen wird. Auf diese Weise kann forciert werden, dass die Leistungsabgabe durch die Traktionsbatterie bei höheren Nennspannungen erfolgt gegenüber dem Fall, bei dem der Ladevorgang mit der standardmäßigen Ladeschlussspannung durchgeführt wird.According to further embodiments of the method, the traction battery can be charged up to the excessive end-of-charge voltage during the charging process that is taking place. In other words, the charging process can be designed in such a way that the traction battery is fully charged, with incomplete charging not being permitted by the charging infrastructure. In this way it can be forced that the power output by the traction battery takes place at higher nominal voltages compared to the case in which the charging process is carried out with the standard end-of-charge voltage.

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das Verfahren durch eine entsprechende Information ausgelöst werden, welche von dem Elektrofahrzeug an die Ladesäule übermittelt wird, an der das Elektrofahrzeug geladen wird. Die Information kann nach Anschließen des Ladekabels an die Ladesäule übermittelt werden und dieser anzeigen, dass ein erweiterter Ladevorgang gemäß der Erfindung zur Anpassung des Betriebs der Traktionsbatterie durchgeführt werden soll.According to further embodiments, the method can be triggered by corresponding information which is transmitted from the electric vehicle to the charging station at which the electric vehicle is being charged. After the charging cable has been connected, the information can be transmitted to the charging station and the latter can indicate that an extended charging process is to be carried out according to the invention to adapt the operation of the traction battery.

Gemäß weiteren Ausführungsformen des Verfahrens kann die Übermittlung der Information durch eine Benutzerinteraktion ausgelöst werden. Hierzu kann beispielsweise eine entsprechende Funktion über den Bordcomputer des Fahrzeugs ausgewählt werden oder es kann eine bestimmte Kombination von Wählhebeln (z.B. Bremspedal) in einer vorbestimmten Art betätigt werden, um die Übermittlung der Information an die Ladesäule auszulösen. Das Elektrofahrzeug kann ferner in einer Zählvariablen festhalten, wie oft die erweiterte Betriebsart aktiviert bzw. verwendet worden ist, also wie oft bei dem Elektrofahrzeug das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt worden ist. Die Anzahl der durchführbaren erfindungsgemäßen Verfahren kann für die Lebensdauer des Fahrzeugs und/oder innerhalb bestimmter zeitlicher Intervalle begrenzt sein kann. Beispielsweise kann die Begrenzung der Anzahl der Aktivierungen der erweiterten Betriebsart bis zu einer nächsten Fahrzeugwartung gelten, bei der die Traktionsbatterie überprüft wird. Nach durchgeführter Fahrzeugwartung kann die Zählvariable auf Null gesetzt werden oder es kann zusätzlich eine weitere Anzahl der Aktivierungen des erweiterten Betriebsmodus freigeschaltet werden. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird also der erweiterte Betriebsmodus der Traktionsbatterie durch den Benutzer freigegeben und kann durch entsprechende Unterrichtung im Wesentlichen nur bei Absicht einer baldigen intensiveren Fahrzeugnutzung erfolgen. So kann eine verstärkte Alterung der Traktionsbatterie vermieden werden, da von einer relativ kurzen Verweildauer der Traktionsbatterie im hohen Ladestandsbereich ausgegangen werden kann. Dennoch kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um einen begrenzt ausführbaren Sondermodus handeln, welcher eine Ausnahme vom üblichen bzw. standardmäßigen Betrieb darstellt.According to further embodiments of the method, the transmission of the information can be triggered by a user interaction. For this purpose, for example, a corresponding function can be selected via the vehicle's on-board computer, or a specific combination of selector levers (e.g. brake pedal) can be actuated in a predetermined manner in order to trigger the transmission of information to the charging station. The electric vehicle can also record in a counter variable how often the expanded operating mode has been activated or used, ie how often the method according to the invention has been carried out in the electric vehicle. The number of methods according to the invention that can be carried out can be limited for the service life of the vehicle and/or within specific time intervals. For example, the limit on the number of activations of the extended mode of operation can apply until the next vehicle service, during which the traction battery is checked. After vehicle maintenance has been carried out, the counter variable can be set to zero or an additional number of activations of the extended operating mode can be released. In this embodiment of the method, the extended operating mode of the traction battery is thus enabled by the user and can essentially only take place through appropriate notification if the intention is to use the vehicle more intensively in the near future. In this way, increased aging of the traction battery can be avoided, since it can be assumed that the traction battery will remain in the high charge range for a relatively short time. Nevertheless, the method according to the invention can be a special mode that can be carried out to a limited extent, which represents an exception to the usual or standard operation.

Gemäß weiteren Ausführungsformen des Verfahrens kann das Verfahren Angleichen von Zellspannungen in den einzelnen Batteriezellen der Traktionsbatterie aneinander aufweisen, wobei bevorzugt eine für den Angleichvorgang nominell eingestellte Spannungsdifferenzschwelle auf einen geringeren Wert gesetzt wird. Der durchgeführte Angleichvorgang kann einem Balancing entsprechen, bei dem eine maximale Spannungssymmetrie unter den Zellen innerhalb der Batteriemodule der Traktionsbatterie angestrebt wird. Hierbei kann sowohl ein passives als auch ein aktives Balancing mittels eines entsprechend bereitgestellten Balancers (Ausgleichsregler) durchgeführt werden. Da neben Performanz die Effizienz eines der höchsten Güter eines Elektrofahrzeugs darstellt, gibt es normalerweise Balancing-Startbedingungen, welche beispielsweise festlegen, ab welcher Spannungsdifferenz zwischen den Zellen der Balancing-Vorgang durchgeführt wird (z.B. 50mV). Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann diese Balancing-Startbedingung deutlich aggressiver eingestellt werden durch Verkleinern des Balancing-Schwellenwertes (z.B. auf 30 mV, 20 mV oder 10 mV), um eine maximale Spannungs-Symmetrierung zu erreichen. Das Angleichen der Spannungen der Zellen ist deshalb vorteilhaft, weil die Spannungen der Einzelzellen üblicherweise nie symmetrisch sind, sondern sich immer leicht unterscheiden, und so die Auswirkung der schwächsten Zelle, auf welche die Leistungsreglung üblicherweise eingestellt wird, auf die Performanz des Batteriesystems verringert werden kann. Das Herabsetzen der Startbedingung für das Durchführen des Balancing kann beispielsweise zusammen mit dem Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden. Da das Balancing unter Umständen ein langwieriger Vorgang sein kann, kann dieser im Hinblick auf ein optimales Ergebnis jedoch erst in einer Ruhephase durchgeführt werden, z.B. über Nacht, nachdem die Traktionsbatterie gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren geladen worden ist.According to further embodiments of the method, the method can include matching cell voltages in the individual battery cells of the traction battery to one another, with a voltage difference threshold that is nominally set for the matching process preferably being set to one lower value is set. The adjustment process carried out can correspond to a balancing in which a maximum voltage symmetry among the cells within the battery modules of the traction battery is sought. Both passive and active balancing can be carried out using a correspondingly provided balancer (compensation controller). Since, in addition to performance, efficiency is one of the greatest assets of an electric vehicle, there are usually balancing start conditions which, for example, determine the voltage difference between the cells as of which the balancing process is to be carried out (eg 50mV). Within the framework of the method according to the invention, this balancing start condition can be set significantly more aggressively by reducing the balancing threshold value (eg to 30 mV, 20 mV or 10 mV) in order to achieve maximum voltage balancing. Balancing the voltages of the cells is advantageous because the voltages of the individual cells are usually never symmetrical, but always differ slightly, and the effect of the weakest cell, to which the power control is usually set, on the performance of the battery system can be reduced . The lowering of the starting condition for carrying out the balancing can be carried out, for example, together with carrying out the method according to the invention. Since balancing can sometimes be a lengthy process, this can only be carried out during a rest phase, for example overnight, after the traction battery has been charged using the method according to the invention, with a view to achieving an optimal result.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Gesamtheit der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and refinements of the invention result from the entirety of the description and the attached drawing.

  • 1 zeigt einen typischen Verlauf der Nennspannung einer Batteriezelle in Abhängigkeit von ihrem Ladestand am Beispiel einer Lithium-Ionen-Zelle. 1 shows a typical course of the nominal voltage of a battery cell depending on its state of charge using the example of a lithium-ion cell.

Das in 1 gezeigte Diagramm 1 zeigt eine Kurve 4, welche den Verlauf einer Nennspannung einer Lithium-Ionen-Zelle, welche in Volt auf der y-Achse 2 des Diagramms 1 aufgetragen ist, in Abhängigkeit vom physikalischen Ladestand der Zelle angibt, welcher in Prozent auf der x-Achse 3 des Diagramms 1 aufgetragen ist. Unter dem physikalischen Ladestand wird ein über die Nennspannung willkürlich definierter Bereich definiert, über den Lade- und Entladevorgänge stattfinden können. Mit dem ersten Doppelpfeil 5 ist der normale bzw. standardmäßige Bereich gekennzeichnet, welcher für die Energiebereitstellung zur Verfügung steht. Eine entsprechende Batteriezelle wird also bis zu einer maximalen Nennspannung 8 von ca. 4,1 V geladen und sie kann bis auf eine Entladeschlussspannung 7 von ca. 3,8 V entladen werden. Diese Werte werden den Ladestandsanzeigewerten 100% und 0% zugeordnet und dem Fahrer des Elektrofahrzeugs angezeigt.This in 1 Diagram 1 shown shows a curve 4, which indicates the profile of a nominal voltage of a lithium-ion cell, which is plotted in volts on the y-axis 2 of diagram 1, as a function of the physical state of charge of the cell, which is plotted as a percentage on the x -Axis 3 of Chart 1 is plotted. Under the physical state of charge, an arbitrarily defined range is defined via the nominal voltage, over which charging and discharging processes can take place. The first double arrow 5 marks the normal or standard range, which is available for the energy supply. A corresponding battery cell is thus charged up to a maximum rated voltage 8 of approximately 4.1 V and it can be discharged down to a final discharge voltage 7 of approximately 3.8 V. These values are mapped to the 100% and 0% SOC readings and displayed to the driver of the electric vehicle.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Ladevorgang derart durchgeführt, dass die nominell eingestellte Ladeschlussspannung 8 auf eine überhöhte Ladeschlussspannung 9 angehoben wird. Dadurch deckt der erweiterte Betriebsbereich 6 der Traktionsbatterie einen größeren Nennspannungsbereich der Traktionsbatterie ab, wobei nur seine obere Grenze nach oben hin verschoben wird. Die definitionsgemäße Zuordnung des Ladestandsanzeigenwertes von 100% zu dem Wert, welcher der Ladeschlussspannung entspricht, wird beibehalten. Durch das Laden der Traktionsbatterie, bis die Batteriezellen die überhöhte bzw. erweiterte Ladeschlussspannung 9 erreichen, wird die gewünschte Spannungsüberhöhung 10 erreicht. In diesem Bereich kann im Vergleich zur Leistungsbereitstellung bei der (normalen) Ladeschlussspannung 8 die gleiche Leistung bei kleinerem Stromfluss bereitgestellt werden, wodurch die thermischen Verluste verringert werden können. Zugleich sieht man, dass der erweiterte Betriebsbereich 6 gegenüber dem normalen Betriebsbereich 5 eine größere Lademenge bereitstellt, die bis zum Erreichen der Entladeschlussspannung 7 der Traktionsbatterie entnommen werden kann. Ausgehend von einer gemäß Ladestandsanzeige voll aufgeladener Traktionsbatterie führt eine Entnahme einer bestimmten Lademenge im erweiterten Betriebsmodus 6 zu einem geringeren Entladungstiefe als es bei dem normalen Betriebsmodus 5 der Fall wäre.In the context of the method according to the invention, the charging process is carried out in such a way that the nominally set end-of-charge voltage 8 is increased to an excessive end-of-charge voltage 9 . As a result, the extended operating range 6 of the traction battery covers a larger nominal voltage range of the traction battery, with only its upper limit being shifted upwards. The assignment of the charge level display value of 100% to the value that corresponds to the end-of-charge voltage, as defined, is retained. By charging the traction battery until the battery cells reach the increased or expanded end-of-charge voltage 9, the desired voltage increase 10 is achieved. In this range, compared to the provision of power at the (normal) end-of-charge voltage 8, the same power can be provided with a smaller current flow, as a result of which the thermal losses can be reduced. At the same time, one can see that the extended operating range 6 provides a greater charge quantity than the normal operating range 5, which can be taken from the traction battery until the end-of-discharge voltage 7 is reached. Starting from a traction battery that is fully charged according to the charge status display, a removal of a certain amount of charge in extended operating mode 6 leads to a lower depth of discharge than would be the case in normal operating mode 5 .

Claims (5)

Verfahren zum Betreiben einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs, aufweisend: Laden der Traktionsbatterie, wobei für den stattfindenden Ladevorgang eine nominell eingestellte Ladeschlussspannung auf eine überhöhte Ladeschlussspannung angehoben wird.Method for operating a traction battery of an electric vehicle, comprising: Charging the traction battery, with a nominally set end-of-charge voltage being raised to an excessive end-of-charge voltage for the charging process taking place. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei bei dem stattfindenden Ladevorgang die Traktionsbatterie bis auf die überhöhte Ladeschlussspannung geladen wird.procedure according to claim 1 , wherein the traction battery is charged up to the excessive end-of-charge voltage during the charging process that is taking place. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren durch eine entsprechende Information ausgelöst wird, welche von dem Elektrofahrzeug an die Ladesäule übermittelt wird.procedure according to claim 1 or 2 , wherein the method by a corresponding informa tion is triggered, which is transmitted from the electric vehicle to the charging station. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Übermittlung der Information durch eine Benutzerinteraktion ausgelöst wird.procedure according to claim 3 , whereby the transmission of the information is triggered by a user interaction. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: Angleichen von Zellspannungen in den einzelnen Batteriezellen der Traktionsbatterie aneinander, wobei bevorzugt eine für den Angleichvorgang nominell eingestellte Spannungsdifferenzschwelle auf einen geringeren Wert gesetzt wird.Method according to one of Claims 1 until 4 , further comprising: adjustment of cell voltages in the individual battery cells of the traction battery to one another, a voltage difference threshold nominally set for the adjustment process preferably being set to a lower value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102018209499A1 (en) 2018-06-14 2019-12-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for operating an electrical energy store of an electrically operated motor vehicle

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